Erdöl - Geschichte, Zusammensetzung ...

Entstehung:

Ø Erdöl entsteht vorwiegend im Meer aus der Zersetzung von abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Kleinstlebewesen (Plankton) in einem sauerstoffarmen Milieu Ø Zutritt von Sauerstoff würde zum Verwesen unter Bildung gasförmiger Zersetzungsprodukte führen Ø dass sowohl niedere Tiere, als auch Pflanzen an der Entstehung des Erdöls beteiligt sind, wird durch das Vorkommen von Porphyrinen im Erdöl bewiesen Ø anaerobe, d.h. vom Luftsauerstoff unabhängig lebende Bakterien, bauen unter Reduktion die organischen Verbindungen bei verhältnismäßig niedriger Temperatur ab Ø die hierbei entstehenden Zwischenprodukte wandeln sich, wahrscheinlich über geochemisch ausgelöste weitere Reaktionen, in Kohlenwasserstoffe um Ø am Meeresgrund lagert sich – mit feinem Sand, Schluff und Ton vermischt – ein sogenannter Faulschlamm ab, der aus Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten besteht Ø anschließend verfestigen sich die Faulschlämme zu Gesteinen, die das Erdölmuttergestein darstellen Ø bei der Umwandlung der organischen Bestandteile des Faulschlammes zu Erdöl wirken Bakterien mit Ø Metalle wie Kupfer, Nickel und Vanadium sowie Tonminerale wirken als Katalysatoren Ø durch weitere Sedimentation gerät das Erdölmuttergestein allmählich in tiefere Schichtniveaus, dadurch steigen in ihm Druck und Temperatur Ø als Zwischenstufe entsteht das sogenannte Kerogen, das sich aus organischen Verbindungen, wie u.a. Alkanen zusammensetzt Ø weitere organische Substanzen werden schließlich zu einfacheren Kohlenwasserstoffen (Paraffine, Naphthene) abgebaut Ø Spuren von Chlorophyll und Hämoglobin im Erdöl sind Beweise für die organische Herkunft Ø durch zunehmenden Gesteinsdruck werden die Poren des Muttergesteins zusammengedrückt und Porenwasser, Erdöl und Erdgas herausgedrückt Ø diese steigen dann als leichtere Bestandteile und durch Kapillarkräfte nach oben Ø vielfach wandert das Erdöl unter dem Einfluss des Gebirgs-, Wasser oder Gasdruckes aus dem Muttergestein ab und dringt durch Spalten in poröses Speichergestein (Sand-, Trümmergestein, Dolomit oder Kalk) ein Ø das gleichzeitig mitwandernde Wasser sammelt sich infolge seiner realtiv großen Dichte unterhalb des Erdöls und schließt die Lagerstätte als Randwasser nach unten hin ab Ø im Speichergestein lagern von unten nach oben Erdwachs, salzhaltige Ölwässer, Schweröl, Leichtöl und zuoberst Erdgas Ø Voraussetzung für die Bildung einer Lagerstätte sind weniger undurchlässige Deckschichten (z.B. Ton), die das Speichergestein nach oben abdecken und die weitere Migration verhindern Ø Erdöl und Erdgas können sich dann in sogenannten Erdölfallen sammeln Ø als Fallen kommen nur tektonische Strukturen in Frage, wie z.B. Sättel, Verwerfungen und Transgressionen (langsam überflutete Festlandsteile) oder Salzstöcke Ø Erdölbildung dauert gewöhnlich sehr lang, aber nie mehr als 10.000 Jahre

Beispiel Schwarzes Meer:

Ø an der Oberfläche hat sich durch Süßwasserzuflüsse eine etwa 150 Meter tiefe Schicht von leichtem, sauerstoffreichem und salzarmen Wasser gebildet, in der sich ein reiches Planktonleben entwickelt hat Ø abgestorbene Organismen sinken in eine tiefere, schwerere und lebensfeindlichere Wasserschicht ab Ø weitgehend unbewegtes Wasser ist arm an Sauerstoff, aber reich an Salz und Schwefelwasserstoff >> verhindert Verwesung Ø durch das Salz werden die organischen Reste konserviert Ø am Meeresgrund lagert sich – mit feinem Sand, Schluff und Ton vermischt – ein sogenannter Faulschlamm ab, der aus Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten besteht

Auffinden von Erdöl:

Ø das Aufspüren ist die Aufgabe von Geologen und Geophysikern Ø bei seismischen Messungen werden unterirdisch künstliche Erdbeben erzeugt Ø die reflektierten Schallwellen werden aufgezeichnet Ø die Auswertung lässt Rückschlüsse auf die geologische Schichtenfolge zu Ø Erdölvorkommen kann nur durch kostspielige Probebohrungen 100%-ig bewiesen werden

Förderung:

Ø zur Förderung wird meist das von Herrn Beart erfundene Rotary-Verfahren angewandt Ø über einen Motor wird das Bohrgestänge angetrieben Ø dieser Gestängestrang ist mit dem Bohrturm verbunden Ø ebenfalls mit einem Drehtisch am Bohrturmboden verbunden der gedreht werden kann Ø der Bohrmeißel am Ende hat im Allgemeinen drei konische Räder mit gehärteten Zahnspitzen Ø zur Kühlung dient eine pumpengetriebene Spülanlage, die das Bohrklein kontinuierlich an die

Oberfläche befördert

Ø Erdöl, Erdgas und Wasser werden an die Erdoberfläche gepresst, da die meisten Erdöllager

unter hohem Druck stehen

Ø sobald der Druck nachlässt werden Tiefpumpen eingesetzt (Primärförderung) Ø durch diese Technik werden zwischen 15 und 30% zutage gefördert Ø durch Wasser- oder auch Dampfeinpressung wird der Lagerstättendruck künstlich erhöht Ø dies wird durchgeführt, da sich je nach Art der Lagerstätte, die Bohrlöcher einen Abstand

zwischen 60 und 600 Metern haben können

Ø auf diese Weise lässt sich die Geschwindigkeit der Rohölförderung steigern Ø Dampfeinpressung (Tertiärförderung) wird bei Lagerstätten mit sehr zähflüssigem Öl

angewendet

Ø der überhitzte Wasserdampf (ca. 340°C) treibt das Erdöl an die Oberfläche Ø aber auch die Ölviskosität wird durch die Hitze verringert Ø mit derzeit bekannten Verfahren können bis zu 60% des Erdöls gefördert werden Ø die restlichen 40% bleiben als nicht gewinnbar in den Lagerstätten zurück Ø schon im Bohrturm durchläuft das erhaltenen Rohöl eine Aufbereitungsanlage Ø dort wird das Rohöl erstmals grob von Erdgas, Schlamm, Wasser und Salz getrennt Ø in Raffinerien, die mit Pipelines verbunden sind, erfolgt dann die Weiterverarbeitung Ø Ölfelder, die unter dem Meeresspiegel liegen, werden mit Hilfe der Offshorebohrung

erschlossen

Ø es werden sowohl schwimmende, als auch am Meeresboden befestigt Bohrinseln eingesetzt Ø die weltweite Produktion hat in den letzten hundert Jahren explosionsartig zugenommen Ø dies ist bedingt durch die Motorisierung und Nachfrage nach Treibstoffen

Fördermengen:

Ø die 3 führenden Erdölförderländer waren 1996:

o Saudi-Arabien mit 400,9 Millionen Tonnen (ca. 12% der Weltförderung) o USA mit 400,3 Millionen Tonnen (ebenfalls ca. 12%) o GUS mit 352 Millionen Tonnen (ca. 10%) o Deutschland förderte 2,8 Millionen Tonnen

Export, Import und Verbrauch:

Ø die 3 größten Erdölexporteure waren 1994:

o Saudi-Arabien mit knapp 311 Millionen Tonnen o Iran mit 132 Millionen Tonnen o Russland mit 126 Millionen Tonnen Ø die 3 größten Erdölimporteure waren 1994:

o USA mit 354 Millionen Tonnen o Japan mit 226 Millionen Tonnen o Deutschland mit 106 Millionen Tonnen Ø die größten Erdölverbraucher waren:

o USA o GUS o Japan o Deutschland Ø auf Nordamerika entfielen knapp 27% des weltweiten Verbrauchs, auf Westeuropa ca.20% Ø Deutschland konnte seinen Erdölverbrauch nie selbst decken Ø bereits 1960 hat Deutschland 6 mal so viel Erdöl verbraucht, wie gefördert Ø Deutschland importierte 1994 das Erdöl zu 37% aus den OPEC-Staaten, 34% aus der Nordsee und 22% aus Russland Ø die eigene Erdölförderung ist dagegen mit nur 3% sehr gering mit fallender Tendenz Ø deutsche Vorkommen liegen im Niedersächsischen Becken (Gebiet um Ems, Weser und Elbe) und im Molassebecken des Alpenvorlandes

Reserven:

Ø trotz Zunahme des Erdölverbrauches, scheinen die Reserven an Erdöl noch zu reichen Ø die weltweiten Reserven reichen schätzungsweise bis ins 21. Jahrhundert Ø gesicherte Ölreserven stiegen zwischen 1996 und 1997 um fast eine Milliarde Tonnen auf 138,4 Milliarden an Ø der Grund für diesen Zuwachs sind neue Quellenfunde

Blick in die Zukunft:

Ø es ist gut möglich, dass in den nächsten Jahren noch weitere Erdölquellen gefunden werden Ø auch die Technik entwickelt sich weiter und es könnte die Förderleistung gesteigert werden Ø es ist jedoch klar, dass der Rohölvorrat nur bis zum 21.Jahrhunderts reicht

Alternativen:

Ø alternative Energiequellen sind vor allem geothermische Energie, Solarenergie, Windenergie und die weitgehend umstrittene Kernenergie Ø eine vorübergehende Alternative, die den Energiebedarf zeitweise decken könnte, ist die Kohle, die fast auf der ganzen Welt noch ausreichend vorhanden ist Ø mit intensiverer Nutzung könnte sie vor allem den Industrieländern weiterhelfen Ø als Grundstoff für die Gewinnung von Kraftstoff ist zur Zeit noch keine umfassende Alternative zum Erdöl in Sicht